美国的蒸汽拖拉机

1853年8月11日，美国发明家约瑟夫·福克斯(Joseph Fawkes)在宾夕法尼亚州表演了他的蒸汽犁专利，现场参观的有约1000名感兴趣的观众，费城新闻报道为“如同通常用马犁地”。该机主架铁制，宽2.4m、长3.6m，放在一个装有直径1.8m、宽1.8m驱动轮的桥上。单缸蒸汽机，发动机和驱动轮连接的减速比为6。

在19世纪美国西进运动和西部开发中，由淘金热带动起来的采矿业引发大量人员拥入，剌激了西部农业和畜牧业的发展。为了满足人们的需要，仅加利福尼亚州的耕地 就从1852年的4.45万hm2 (11万多英亩)增加到1855年的18.62万hm2 (46万多英亩)。 1861年4 月，美国内战爆发，1865年4月，内战结束。内战期间1862年5月，美国总统林肯颁布了《宅地法» ，允许耕种西部土地5年的农民，在缴纳10美元证件费后，获得64.75 hm2 (160英亩)土地的使用权。农业耕地扩大的客观需求和欧美“工业革命”的技术基础，在19世纪后半叶，构成了美国农机化迅速飞翔的两个翅膀。

美国约从1860年起使用蒸汽动力的轮式拖拉机，尼科斯和谢巳德(Nichols and Shepard)公司是美国蒸汽拖拉机的主要制造商。该公司于1848年在美国密歇根州建立。最初所有者和共同创办人是当地的约翰·尼科斯(John Nichols)和纽约北部的移民查尔斯·谢巳德(Charles Shepard)。后者后来把自己的股权转给了他的弟弟一一在加利福尼亚淘金未果、爱动脑筋又懂机械的大卫·谢巴德(David Shepard).

尼科斯和谢巴德公司原来生产各种机械，如锯木机、脱粒机。1869年公司决定进入蒸汽拖拉机领域。19世纪70年代及其后，公司成为蒸汽拖拉机最主要的制造商之一，这些拖拉机被证实很可靠，因尼科斯和谢巴德蒸汽拖拉机而在美国、加拿大难耕的大草原中流行。但是很可惜，在20世纪初期蒸汽拖拉机向汽油拖拉机转变过程中，该公司对这一新技术转变反应迟缓，丧失了在行业的重要地位，最终在美国"大萧条"的1929年被奥利弗(Oliver)农业装备公司全资收购。

美国珀特·休伦公司也生产蒸汽拖拉机。该公司源于1851年威廉·布朗(William Brown)铁匠成立的厄普顿(Upton)制造公司。19世纪90年代，布朗出售了他的股份，公司改名为珀特·休伦 (Port Huron)公司。19世纪90年代初期，美国经历经济低迷期，公司几次面临破产。1928 年大萧条前夕，公司走到终点，不幸被清算。

加利福尼亚州的丹尼尔·贝斯特(Daniel Best)公司也生产蒸汽拖拉机。它制造的蒸汽拖拉机，标定功率80.85 kW (llOhp) ，质量19t，高5.4m。贝斯特公司后来是著名的履带拖拉机制造商一一卡特彼勒(Caterpillar )公司的两个源头之一。

后来在拖拉机行业卓有名气的凯斯(Case)公司，1869年研制了马拉转向前轮、后轮驱动的蒸汽拖拉机。1879年研制了完全自走的蒸汽拖拉机(详见“早期的凯斯拖拉机”一节)。

19世纪70年代后期，农民们购买蒸汽拖拉机的数量已令人欣喜。1890年生产约3000台蒸汽拖拉机。1900年左右，超过30家公司一年制造约5000台大型蒸汽拖拉机，这些拖拉机比早期型式都有了很大改进。
蒸汽拖拉机基本结构

在拖拉机发展史上，蒸汽拖拉机时代大约历经了半个世纪的时间跨度。不同蒸汽拖拉机的结构具有某些共同的特征。

(1)整机布置。蒸汽机前置，全架式铁制(早期也有木制和铁木结构)机架，前轮转向，后轮驱动。多为四轮拖拉机，也有三轮(前轮为单轮)的拖拉机。

(2)发动机和整机质量。多数为卧式蒸汽机，开始用木材和煤作燃料，后来改进为也可烧秸轩。标称功率从2.94kW (4hp)发展到73.5kW (100 hp)以上，整机质量从几吨到几十吨，单位功率质量达272-1361 kg/kW (200-1000 kg/hp)。

(3)行走系统。前后轮均为铁轮，前轮小，后轮大。为保证田间直线行驶，前转向轮外轮缘中部已有导向筋，为能在田间行驶并能发挥足够的拉力，后驱动轮大而且外缘有金属抓地齿， 这也是农业拖拉机和牵引机动车中其他类型车辆的重要区别。

(4)传动系统。用开式链传动和齿轮传动将蒸汽机的动力传到驱动车轮，布置在拖拉机后半部。据有限资料估蒸汽拖拉机开式传动系计，整机牵引效率不高于50%

(5)工作装置。由于后面牵引的犁和其他农具，原来是马拉的，现在只好用绳索或链条牵引。此外侧面还有带轮可输出动力，用来驱动脱粒机等农业装置。对驱动绳索牵引犁的自走蒸汽机，下部还设有卷绕钢索的驱动绞盘。

100多年来，尽管拖拉机技术发生了翻天覆地的变化，但是第一代拖拉机结构的某些基本特征，在它们此后的100年中并没有根本的变化。

蒸汽拖拉机的衰落

19世纪后期，奥托等人发明或完善了两冲程和4冲程内燃机，于是到19世纪末和20世纪初，汽(煤)油拖拉机出现了，它们显示了蒸汽拖拉机所无法匹敌的品质

首先，蒸汽拖拉机的发动机以及锅炉和水箱大而重，道路和桥梁常常无法支持这些拖拉机的质量，过木桥危险，很多驾驶员死去、受伤、跌入河渠和峡谷。其次，蒸汽机是危险的，其锅炉水平面需持续检视，稍不注意锅炉会起泡沫并有可能爆炸。第三，每天早晨需30-60 min热身以有足够的蒸汽压力来转动曲轴。第四，对美国中西部地区的农场，煤炭或木材通常供应短缺，需使用量大而又蓬松的秸轩。最后，蒸汽机锅炉的燃烧，在收获脱粒季节容易引起农田的火灾，特别是在多风的美国中西部辽阔田野上。这样一来，蒸汽拖拉机被后来的汽油拖拉机所取代是历史发展的必然结果。在这一重大技术转变中，一些公司如凯斯、万国(International Harvester)尽管当时拖拉机产量不大，由于及时调整产品发展的方向，跟上了时代的潮流;那些没有及时适应这一技术跨越的公司，如加勒特、尼科斯和谢巴德、福勒，即使在当时声名显赫，也难以逃脱被淘汰的命运。

美国第一台成功的汽油拖拉机的发明者弗洛里奇，和世界上第一个专门生产汽油拖拉机的哈特帕尔公司，都是汽油拖拉机发展史的里程碑。
弗洛里奇和他的汽油拖拉机

在发明史上，研究谁是第一个概念发明者是众说纷纭而且实用意义有限，行业和史学界更注意是谁第一个把这种发明推到了实用和成功的阶段。同时，恰恰是对后者的研究比前者更容易取得共识。如蒸汽机在瓦特之前已有人发明了，但是瓦特的改进使蒸汽机进入了工业实用和成功的阶段，工业界和史学界都认为瓦特在蒸汽机上起到了划时代的作用。

事实上，美国第一台汽油拖拉机是伊利诺斯州查特尔(charter)汽油机公司于大约1889年创造的，那是一种装轮子的汽油机，可移动带轮工作。但是，拖拉机史学界多数认为美国第一台成功的汽油拖拉机发明人是一位年轻的德裔美国农民一一约翰·弗洛里奇(John Froelich)。他于1892年研制的弗洛里奇拖拉机，是后来著名的滑铁卢男孩拖拉机的先驱。

约翰的父亲，约翰尼斯·弗洛里奇于1845年从现在德国黑森州到达美国。在美国爱荷华州找到好地后，他返回德国并带领一批移民移居美国，其中也包括后来成为他妻子的女孩。约翰尼斯在爱荷华州东北部买了地。后来在其附近由于两条铁路的交汇形成了小镇，居民命名该镇为“弗洛里奇镇”直到现在该镇仍使用这个名称。

1849年，约翰·弗洛里奇诞生了，他是老弗洛里奇9个孩子中的老大。他像父亲一样作为农民成长，并生活在以他父亲命名的弗洛里奇镇附近。成年后，约翰的兴趣是带领一伙人外出用机械承包农活，每年秋天带着一台谷物升降机和一台需蒸汽机拖动的脱粒机在南达科他州承包农活，因而收入大增。他逐渐熟悉了蒸汽机，但也意识到它们的不足。早期使用的蒸汽机点火很慢，有时要花1h增强蒸汽才能干活，蒸汽机体积大而且成本高，质量太大，难以移动，机器偏爱干净的水和煤，但南达科他州的农民，难于找到蒸汽机所需的煤和木材。他们不得不一边脱粒，一边用脱粒后的秸轩在锅炉里烧火，这对有风的平坦草原是危险的。结果，当地农民依然像过去那样，用马、骡或牛拉犁耕作。(待续)